[发明专利]一种有机污水治理联产制氢的方法

说明书

本发明公开了一种有机污水治理联产制氢的方法，其是将厌氧颗粒污泥进行微波处理，制得接种物；调整待处理有机污水的COD:N:P为（300‑500）:（5‑10）:（1‑3）；在调整后的有机污水中添加接种物，添加量为有机污水质量的10‑20%，同时加入电活性微生物，添加量为有机污水质量的10‑20%，密封；在氮气、施加电压、pH5.5‑6.0、35‑40℃条件下进行厌氧发酵，收集发酵产物；它解决了传统发酵制氢效率低，末端产物反应不完全的问题，并且通过微生物的作用使得有机污水可以在极低的电压条件下稳定高效的产氢，大幅降低了传统水电解制氢领域的能耗；实现了废物资源化处理。

技术领域

本发明涉及有机污水治理的处理技术，特别涉及利用电化学法处理降解有机污水同时联产制氢的方法。

背景技术

随着人类所依赖的煤炭石油等高碳能源正迅速枯竭，而高碳能源的无节制使用也使得大量有毒有害气体进入环境，导致酸雨和温室效应的形成，严重威胁了人类社会的发展，为了应对这些问题，新能源和可再生能源的开发受到越来越多的关注，氢气作为一种高效，清洁无污染的二次能源被视作最理想的能源载体。电解水制氢由于具有设备简单、工艺成熟、制取氢气纯度高等特点一直被广泛应用，是现有成熟制氢技术中最具应用前景的一种，但由于电解水制氢需耗费大量的淡水资源且需要较高的电解电压使得能耗居高不下，严重制约了该技术的发展。同时，水资源是人类生存和社会发展必不可缺的重要资源，随着我国经济快速发展、城镇化和工业化进程推进，用水需求量快速增加，但水污染日益严重，加剧了我国水资源短缺的矛盾，而作为水体的重要污染物之一，有机污染是水质变坏、发黑发臭的罪魁祸首。随着现代化工业的发展，这种污染已成为影响我国经济可持续发展的重要因素。

在现有技术中，有机废水生物发酵制氢技术利用某些微生物体内存在着特殊的氢代谢系统来生产分子氢，将生物制氢与高浓度有机废水处理相结合，受到了世界各国和国际组织的高度重视。中国专利CN 92114474.1通过应用厌氧活性污泥为产氢微生物源，以有机废水的厌氧降解制备氢气。这种方法制氢适应的底物仅限于含糖和淀粉类的碳水化合物及其相应的有机废水。中国专利CN 105400821 A公布了一种利用乳制品发酵制氢的方法，但其步骤过于复杂不利于大规模推广利用，且其污水来源小仅适用于乳制品生产废水。中国专利CN 200310112792.3公开了一种提高产氢效率和稳定性的生物制氢方法，该方法使有机废水产氢效率的到了一定的提升，但对其底物未能进一步利用，产氢效率仍旧无法令人满意。

发明内容

针对上述的问题，本发明提供了一种有机污水治理联产制氢的方法，通过在厌氧发酵制氢的过程中给予一定的电压，在电活性微生物的作用下提升产氢能力以及对底物进行充分应用。

本发明解决了传统发酵制氢技术中只能将废水中所含有机物不完全地分解的导致其反应速率过低的问题，开创了在极低电压下产氢并处理有机污水的新方法，大幅降低了制氢成本，同时提升了产氢效率。

本发明有机污水治理联产制氢的方法步骤如下：

（1）将厌氧颗粒污泥进行微波处理，制得接种物；

所述厌氧颗粒污泥为污水处理厂污水生物处理系统的二沉池中的厌氧颗粒污泥，微波处理5-15min；

（2）调整待处理有机污水的COD:N:P为（300-500）:（5-10）:（1-3）；在调整后的有机污水中添加接种物，添加量为有机污水质量的10-20%，同时加入电活性微生物，添加量为有机污水质量的10-20%，密封；在氮气、施加电压、pH5.5-6.0、35-40℃条件下进行厌氧发酵，收集发酵产物；

用含氮废水作为氮源，含磷废水作为磷源，对待处理有机污水进行N:P的调整，含氮废水是指氮含量不低于200mg/L的废水，例如化工、屠宰、食品加工等的废水；含磷废水是指磷含量为不低于100 mg/L的废水，例如磷肥企业、造纸厂等的废水。

所述待处理有机污水COD为2000-120000 mg/L；